4第四章 水及水中同位素成分
04第四章(氢氧同位素)
1.氢氧同位素概述 2.天然水的氢氧同位素组成及分布特征 3.氢氧稳定同位素的应用
1概 述
1.1 氢、氧同位素的主要地球化学性质
氢和氧是自然界中的两种主要元素，它们 以单质和化合物的形式遍布全球。
冰雪的堆积与融化对海水同位素组成的影响
北极冰的δD值为-160 ‰，δ18O值为-22 ‰ ； 南极雪的δD 值为-440 ‰ ，δ18O为-55 ‰。
当极地有大量冰雪堆积时， 海洋水的同位素组成变重； 若全球冰雪融化，海洋水 的同位素组成变贫。 据计算海水的δ18O将降到 -1‰，δD降到-10‰。
降水线的斜率也是反映分馏程度的一个参数
1965年Craig和Gordon指出，云团的冷凝过程基本上属于平衡过程，没 有明显的动力分馏，分馏系数介于封闭的平衡蒸发和瑞利蒸发之间，因 此，全球降水线的斜率S＝8。
大量的研究证明，海水蒸发形成云团蒸气的过程实际上是一个动力过程， 蒸发速度受水－空气界面的扩散速度控制，而大气中的湿度、风速等因 素都会影响扩散速度。由于氢氧同位素分子有不同的扩散速度，所以得 到的斜率不等于8，而往往在5-6之间。由于受蒸发作用的影响而斜率小 于8。
2.4 地下水
1) 渗入水
不论古代还是现代，由大气降水补给的渗入水的同位素组成与其补给 源的大气降水的同位素组成相近，这是一种普遍的现象。在δD－ δ18O关系图上，数据点都落在世界降水线或地方降水线附近。
利用大气降水的高度效应，可以推测计算地下水补给区的高度和 位置。
穿过起伏较大的大陆边缘加拿大西部山脉降水的δ18O变化
-7.0
-8.0
九年级化学第四单元《自然界中的水》知识点
九年级化学第四单元《自然界中的水》知识点九年级化学第四单元《自然界中的水》知识点课题1：爱护水资源地球上的总水储量很大，但可利用的淡水资源却很少，且分布不均匀。
随着社会的发展，人类生活、生产用水量不断增加，再加上水体污染的影响，使得原本已紧张的水资源更为短缺。
因此，我们需要采取措施来爱护水资源。
一方面，可以通过使用新技术、改革工艺和改变传统惯来减少工农业和生活用水。
另一方面，要防止水体污染。
在工业上，可以应用新技术、新工艺减少污染物的产生，同时对污染的水体作处理使之符合排放标准。
在农业上，提倡使用农家肥，合理使用化肥和农药。
对于生活污水，要进行集中处理和排放。
这些措施有助于保护水资源，使其得到更好的利用。
新千年节水标志及其含义由水滴、手掌和地球变形而成。
绿色的圆形代表地球，象征节约用水是保护地球生态的重要措施。
标志留白部分像一只手托起一滴水，手是拼音字母JS的变形，寓意节水，表示节水需要公众参与，鼓励人们从我做起，人人动手节约每一滴水。
手又像一条蜿蜒的河流，象征滴水汇成江河。
这个标志的推广可以帮助人们更好地认识到节约用水的重要性，从而更好地爱护水资源。
课题2：水的净化自然界的河水、湖水、井水、海水等天然水都不是纯水，都含有许多可溶性和不溶性杂质，都属于混合物。
因此，需要对水进行净化处理。
自来水厂净化过程包括静置、絮凝沉淀（使用明矾）、反应沉淀、过滤、吸附和消毒（使用化学过程）。
天然水也可以通过沉淀、过滤、吸附、蒸馏等不同途径进行净化处理。
在这些净化方法中，蒸馏的净化程度最高，蒸馏后得到的水是纯净物。
过滤是一种将固体和液体分离的基本操作方法。
原理是可溶性物质能透过滤纸，而固体不能透过滤纸而留在滤纸上。
经过沉淀、过滤、吸附等净化处理后的水变得澄清，但仍然不是纯水，还溶有可溶性杂质。
因此，在日常生活中，我们需要更加注意净化水的质量，保证自己和家人的健康。
和制备方法氢气是一种无色、无味、无毒、轻于空气的气体。
粤科版九年级上册化学解读 第四章 生命水源——水课件
知识点 水的净化和纯化
(1)明矾是一种常用的净水剂,在水中形成胶状物,对悬 浮杂质进行吸附沉淀,到达净水的目的。
知识点 根据化学方程式进行计算
化学变化中等量关系遵循的定律——质量守恒定律,即参加化学 反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。在实 际应用中,上述定律演绎为: (1)化学反应前后,物质产生变化生成新物质,但组成物质的元素种类不 变,质量不变。 (2)化学反应前后,分子本身产生变化,而分子的数目虽然有的改变,但原 子的种类、数目不变。
知识点 什么是化学方程式
元素符号、离子符号、化学式、化合价、化学方 程式、原子结构示意图、离子结构示意图、化学反应 类型(如分解反应、化合反应)等都属于化学用语。
知识点 什么是化学方程式 化学方程式各部分的意义:
知识点 什么是化学方程式
如果反应物(或生成物)都是气体,化学方程式还能表示它们在反应时 的体积比,体积比等于化学计量数之比。如2H2O 通电 2H2↑+O2↑,水电 解生成氢气和氧气的体积比为2∶1。
②加热:引发和维持反应的温度。在500 ℃左右,一般用酒 精灯为热源,符号为“△”。
③高温:当加热的温度超过600 ℃时,要用酒精喷灯进行加 热,此时条件要写成“高温”。
知识点 配平化学方程式
在配平化学方程式时,可以联系化学方程式配平的含 义和化学符号及其周围数字的意义,根据质量守恒定律及 其成立的原因,细心地将左右两边的化学式前面配上恰当 的化学计量数(若出现分数,要化为整数),切不可改动化学 式中元素符号右下角的数字。
第四章 同位素水文地球化学
2．零点能的概念：不同的同位素组成的分子具有一 些不连续的能级，其中最低的能级称之零点能。在 化学式相同的分子中，由轻同位素组成的分子的零 点能较大，而由较重同位素组成的分子的零点能较 小。这意味着含重同位素分子的基本振动频率较低， 要破坏一个含重同位素分子需要更多的能量。 一般来说，同位素的分馏效应与分子的平动能、转 动能和振动能都有关，但与温度有关的同位素分馏 效应却只取决于分子的振动能。
2．同一元素的同位素质量数不同，由它的形成 的不同化合物之间的物理化学性质存在差异。 例如：水由氢、氧同位素可以组成9种同位 素水分子类型，分子量为18的H216O分子在天然 水的含量中占绝对优势，而其它相对较重的同 位素水分子则以不等的痕量形式存在。H2O和 D218O的物理性质和分子量，密度、粘度以及一 些热力学性质，如：蒸汽压、熔点、沸点、生 成热、焓等）都存在明显的差别。
4. δ值：样品中两种稳定同位素的比值相对于某种 标准对应比值的千分差值：
δ(‰)=｛ （Rx—Rs）/ Rs ｝× 1000
例如：硫同位素以迪亚布洛峡谷铁陨石中陨 硫 铁 的 硫 为 标 准 (CDT) ， 这 个 标 准 硫 的 34S/32S=0.0450045。它的同位素组成相当于整个地 球的平均同位素组成。样品的δ34S为“+”时，表示 样品比标准富34S，相反表示贫34S。 定义δ值的目的在于： ① 因为自然界的稳定同位素组成的变化很微，用 δ值可以明显表示变化的差异； ② 便于全世界范围内数据大小的对比。
–
二、稳定同位素分类：
1．轻质量稳定同位素：氢、氧、碳、硫 特点：（1） 同位素组成变化大； （2） 同位素分馏的原因：在于元素 的物理化学和生物作用。 2．重质量数稳定同位素：锶、钕、铅等 特点：（1）同位素组成的变化相对小些； （2）同位素组成变化的原因，主要 是由于它们的放射性母体同位素的衰变所引起 的。
4第四章 水及水中同位素成分讲解
δ D=0‰
2、同位素组成表示方法 （2）同位素比值 指物质中某一元素的两种同位素含量之比 R=CA/CB 式中， C表示同位素含量 A—重同位素 B—轻同位素 例如RD =D/H R18O =18O/16O R34S =34S/32S 等
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4.1同位素基础知识
二、同位素组成及其表示方法和标准
2、同位素组成表示方法 （3）δ值（千分偏差值） 指物质中某一元素的两种同位素的比值相对于某一
种标准比值的千分差值：
δ(‰)=(R样—R标)/R标×1000‰ 式中 ： R样—样品中的同位素比值
R标—标准中的同位素比值 若δ(‰)>0表示样品比标准富含重同位素 δ(‰)<0 表示样品比标准富含轻同位素
3H, 14C, 13C/12C Radioactive decay
18O/16O, 2H/1H
4.1同位素基础知识
二、同位素组成及其表示方法和标准
1、同位素组成
物质中，某元素的各种同位素的相对含量，即为该 物质中该元素的同位素组成，如：水分子中，氢元素有 二种稳定同位素: 11H、21H ，这二种同位素在水中的相对 含量，即为水的同位素组成。
Hydrogeochemistry
水文地球学
东华理工大学水文地球化学课程组
本章内容
4.1 同位素基础知识 4.2 氢氧稳定同位素 4.3 氢的放射性同位素—氚 4.4 碳同位素 4.5 硫同位素成分 4.6 同位素在水文地质学中的应用
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环境同位素，包括自然环境中原本存在的天然同位 素和在各种人工核反应过程中，自然进入天然环境的人 工同位素，如：核反应堆。
2021年水文地球化学题库—
第一章地下水无机化学成分一、名词解释1、侵蚀性CO 2 ：当水中“游离CO2 ”，不不大于“平衡CO2 ”时，多余某些CO2对碳酸和金属构件等具备侵蚀性，这某些CO2 ，即为“侵蚀性CO2 ”。
2、游离CO 2溶解于水中CO2统称为游离CO2.3、平衡CO 2与HCO3-相平衡CO2 ，称为平衡CO2 。
4、 Ph5、去硝化作用在缺氧条件下，异养型去氮菌把NO3-、NO2- （还原）分解为气态氮（N2O 和N2 ）过程。
6、硝化作用在自养型亚硝化菌和硝化菌作用下，NH4+被氧化为亚硝酸盐和硝酸盐作用。
7、微量组分不决定水化学类型8、大量组分决定水化学类型，普通含量不不大于100mg/L9、组分二、填空题1、地下水中化学组分可以分为四组：（大量组分），（微量组分），（放射性组分），和（气体组分）；水中性点 pH 值随温度升高而（）。
2 、Cl - 具备很强迁移性能，其因素在于：（不形成难溶化合物），（不被胶体所吸附），（不被生物所吸附））。
碳酸衍生物存在形式与水 pH 值关于，当 pH>8 时，以（）占优势：当 pH<5 时，则以（）占优势。
3、细菌按呼吸方式分有和两大类。
三、简答题1、地下水中氟来源简况。
2、地下水中重要气体成分及来源。
3、何谓地下水中微量元素？研究它有何意义？4、什么是硝化作用或去硝化作用，它们各在什么环境中进行？四、阐述题试论地下水中二氧化碳来源及其水文地球化学意义。
第三章水及水中元素同位素成分（一）名词解释1、同位素效应由于某种元素一种同位素被另一同位素所替代，从而引起物质在在物理、化学性质上浮现差别现象，称之为同位素效应。
同位素效应是导致同位素分馏主线因素。
2、同位素分馏3、温度效应大气降水中δ18O和δD 随处面或云层温度升高而增大，反之，则减少。
4、纬度效应大气降水中δ18o和δD值随纬度增长而减少。
5、高程效应大气降水中δ18O和δD随海拔高度增长而下降现象6、大陆效应大气降水中δ18O和δD由沿海到大陆内部逐渐减少得现象7、季节效应降水δ18D和δD值随气温，湿度，蒸发和降水季节变化而发生周期变化。
第四章水及水中同位素成分
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4.1 同位素基础知识
一、同位素及分类 1、概念 同位素是指周期表中占有同一位置，其原子核 中质子数相同而中子数不同的某一种元素的原子。 如：11H、21H、31H，即具有相的质子数，但具 有不同的质量数的原子。
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4.1同位素基础知识
三、同位素分馏与同位素效应 3、同位素的效应
（1）热力学同位素效应
指由于各种同位素原子和分子能态不同所引起的热力 学性质上的差异。它是发生在热力学平衡系统中，与化 学平衡和相平衡有关的同位素效应。
（2）动力学同位素效应
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4.1同位素基础知识
四、主要的同位素分馏作用
2．动力同位素分馏 （3）分子的扩散作用
VC16O2 = Vc18o16o = Vc16o2／Vc16o18o==1.022 即：C16O2比C16O18O分子的平均速度大22‰，
当气体分子扩散时，就会引起同位素分馏。 动力学效应一般比热力学效应大得多。
NaCl
溶液
进行氯同位素交换反应，
发现在NaCl溶液中速度最慢，在KCl 溶液中速度最快。
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4.1同位素基础知识
四、主要的同位素分馏作用
1、同位素交换反应
(2) 影响因素
同离子效应: 一种矿物溶解于水中，若水溶 液有与矿物溶解相同的离子，则这种矿物的溶 解度降低。
AB
RA RB
式中： AB —A，B 物质或相中的同位素分馏系数，
RA, RB —A，B 物质或相中的同位素比值
例如：
人教版九年级化学上册第四单元自然界的水知识点
第四單元自然界の水知識點課題1愛護水資源一、水資源1、地球表面71%被水覆蓋，但供人類利用の淡水小於1%2、海洋是地球上最大の儲水庫。
海水中含有80多種元素。
海水中含量最多の物質是H2O，最多の金屬元素是Na，最多の元素是O。
3、海洋中の元素含量由高到低依次為氧碳氫氯鈣。
人體中の元素含量由高到低依次為氧碳氫氮。
地殼中の元素含量由高到低依次為氧矽鋁鐵鈣。
4、我國水資源の狀況總量豐富，分佈不均，人均量少。
二、愛護水資源：節約用水，防止水體污染1、節約用水即提高水の利用率: 生活中提倡一水多用，使用節水型器具；農業中改大水漫灌為噴灌、滴灌；工業中提倡對水重複利用，迴圈使用2、水污染A、水污染物：工業“三廢”（廢渣、廢液、廢氣）；農藥、化肥の不合理施用；生活垃圾、生活污水の任意排放B、防止水污染：工業三廢要經處理達標排放、提倡零排放；生活污水要集中處理達標排放、提倡零排放；合理施用農藥、化肥，提倡使用農家肥；加強水質監測。
課題2水の淨化一、淨化水の方法：沉澱、過濾、吸附、蒸餾1、沉澱（1）靜置沉澱（2）吸附沉澱：試劑：明礬淨水原理：利用明礬溶於水形成の膠狀物對水の雜質進行吸附，從而達到淨化の目の。
2、過濾①適用範圍：用於分離難溶性固體與液體（或可溶性固體）②操作注意事項：“一貼二低三靠”“一貼”：濾紙緊貼漏斗の內壁“二低”：（1）濾紙の邊緣低於漏斗口（2）漏斗內の液面低於濾紙の邊緣“三靠”：（1）漏斗下端の管口緊靠燒杯內壁（2）用玻璃棒引流時，玻璃棒下端輕靠在三層濾紙の一邊（3）用玻璃棒引流時，燒杯尖嘴緊靠玻璃棒中部③儀器：鐵架臺、燒杯、玻璃棒、漏斗、濾紙玻璃棒の作用：引流作用④過濾後，濾液仍然渾濁の可能原因有:A承接濾液の燒杯不乾淨B傾倒液體時液面高於濾紙邊緣C濾紙破損3、吸附常用の吸附劑：活性炭（具有吸附性）：除去水の難溶性雜質、色素和異味。
4、蒸餾：利用液體沸點不同將液體分離の方法蒸餾の裝置：見書P57，圖3-21和3-22各種淨化方法除去の雜質の種類難溶性雜質可溶性雜質降低水の硬度沉澱√過濾√吸附√√蒸餾√√√二、硬水與軟水1、硬水是含有較多可溶性鈣、鎂化合物の水；例：井水軟水是不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物の水。
九年级化学上册第四章生命之源 水 水的组成课件科学版
总结
物理性质：无色、无气味的透明液体,有三态变化。
通电
水 化学性质： 水
氢气＋氧气
实验仪器： 水电解器、直流电源
探究水 的组成
实验药品： 水、烧碱或硫酸
实验现象： 正极产生的气体使带火星的木条复燃,负极产生的气 体能燃烧,且负极与正极产生的气体体积比为2﹕1。
实验结论
①水是由氢元素和氧元素组成。 ②每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。 ③在化学反应里,分子可分而原子不可分。
程。下列说法错误的是( D )
A．氢气、氧气和水都是由分子构成的 B．氢气和氧气燃烧生成水的过程中,分子种类发生了改变 C．氢气和氧气燃烧生成水的过程中,原子种类没有发生改变 D．氢原子和氧原子保持水的化学性质。
10. 实验是化学学习的一种重要手段,如利用电解水实 验可探究水的组成。请思考回答下列问题： 通电后,电极上出现 气泡,一段时间后正负两极试管内 收集的气体体积比为 1:2；正极产生的气体能 使__带_火__星__木_条__复__燃_,负极产生的气体能 燃烧,产生淡蓝色火焰。 结论： （1）正极产生的气体是_氢_气__,负极产生的气体是___氧气； （2）水发生 化学 变化,其文字表达式为：
7.小兰通过计算知道,电解水时生成氢气和氧气的体积 比为2:1,但通过实验所得的数据是氢气和氧气的体积比 略大于2:1。针对这一发现,你认为下列做法中不可取的 （ ）B A. 反复多次实验查找原因 B. 实验的数据和理论上的差不多,可以认为实验已经成 功 C. 大胆提出假设：氧气比氢气易溶于水 D. 查找实验装置是否漏气
探究水的组成
➢ 探究问题 • 水分子是由什么原子构成的？ • 水是由哪些元素组成的？怎样证实？
➢ 问题假设 • 水分子是由氢原子和氧原子构成的。 • 水是由氢元素和氧元素组成的。
科粤新课标九年级上册初中化学《第四章生命之源——水4.2水组成》14
在学完酸和碱以后，学生已经知道了石蕊、酚酞等指示剂能指示出溶液的酸碱性，但是关于溶液酸碱性的强弱水平还没有理解，石蕊、酚酞等指示剂可否指出溶液酸碱性的强弱水平也不清楚。
而此刻，物质的酸碱性即pH的大小对人们的生活影响愈来愈大，认识溶液的pH有不容忽略的实质意义。
依据目前学生学习条件不足、资源缺少等详细状况，本课题以讲堂教课为主，课外实践为辅。
由于学生整体素质较差，教课方案着重教师在学生研究过程中的指引作用，配套学案设计着重阶梯性，在学生研究过程中起到纲要的作用。
讲堂设计突出学生的主体地位，充分调换学生学习的踊跃性，让学生以一种快乐的心情学化学。
经过本节课的教课，培育学生的科学精神和科学态度，使他们逐渐养成着重社会、着重环境，从化学的角度剖析、理解社会现象的习惯。
二、教课有关资源1、《义务教育课程标准实验教科书·化学》人民教育第一版社2、网络中有关pH与生活的内容。
3、仪器和药品：pH试纸、玻璃棒、20%和0.1%氢氧化钠溶液各一瓶、20%和0.1%盐酸溶液各一瓶、紫色石蕊、无色酚酞、泥土、雪碧、洗洁精、洁厕剂、橘子汁、番茄汁、肥皂水、立白洗衣粉等。
1、网络中有关“pH与生活”的内容，教师和有条件的学生提早达成并打印一式两份。
此中一份张贴在实验室。
2、分组实验仪器：pH试纸、玻璃棒、20%和0.01%氢氧化钠溶液各一瓶、20%和0.01%盐酸各一瓶、紫色石蕊、无色酚酞、（以下分四组）泥土、雪碧、洗洁精、洁厕剂、肥皂水、自来水、橘子汁、唾液、牛奶、番茄汁、立白洗衣粉、厨房洁净剂等。
3、学生自带生活中的常有物质，不限种类。
四、教课方案的方案1、教课方案设计教课目的：知识与技术：1、知道物质的酸碱强弱可用pH的高低来表示。
2、会用pH试纸和标准比色卡测定物质的酸碱性的强弱。
3、认识溶液的酸碱度在实质中的意义。
过程与方法：经过对照实验与研究实验提高操作、察看、记录数据、思想等水平，初步建立科学研究的意识。
科粤新课标九年级上册初中化学《第四章生命之源——水4.2水组成》9
一、课题内容本节选自《化学》九年级上册，第四章第二节-水的构成。
二、课型实验研究课.三、课程标准与教材剖析在义务教育化学课程标准中，对于水的构成这节课的目标设定为理解水的构成，依据实验现象推测水的构成。
因此，从课程标准的角度出发，要点应当让学生经过查验确立两种气体，以及化学反响中元素种类不变的看法，清楚的理解水是由氢氧两种元素构成。
在科粤版教材《水的构成》这个节，第一经过图文配合的方式介绍了水的物理性质。
在水的构成专题下，第一让学生从已有的经验中明确水的构成，以后再经过考证明验的方式推行活动研究，并设计了详细的实验问题供学生填写。
而在水分子化学式确实定部分，教材中给出了阿伏伽德罗定律供学生利用，进而推理出一个水分子中含有两个氢原子和一个氧原子。
我以为这个部分对学生的信息综合水平要求较高，教师理应予以适合简化。
最后，教材简要的说明也可以通过氢气的焚烧证明水的构成。
经过分析，我以为应当将本节课的要点放在水分解产物的查验，以及水的元素构成的推理上，同时，我勇敢的在本节课中指引鼓舞学生从分解水自己设计实验方案来考证水的构成。
四、学情剖析九年级学生刚开始接触化学，对实验研究有着浓重的兴趣，可是缺少设计实验的思路以及具体的实验方法，因此需要教师的存心培育。
并且学生在由实验现象提高到实验结论这个部分存有较大的问题，需要教师一步步的而在水分解的微观过程中，学生缺少对微观指引。
世界的感知与理解，经过动画及图片的设置，可以加强他们推行多视角的理解，进而加深对知识的理解与内化。
五、教课目的1．知识与技术：1）认识水的物理性质。
2）理解水的构成。
3）能联合分子、原子的知识从微观的角度剖析水分子的微观构成，得出水的化学式。
2．过程与方法：1）联合资料，从人类理解水的构成的过程中领会科学研究和思想方法，理解实验研究和创新思想的重要性。
2）经过电解水实验，培育学生察看、剖析、概括实验现象的水平。
3）借助多媒体指导学生察看动画和图片，培育学生的宏观和微观相联合的思想水平。
科粤新课标九年级上册初中化学《第四章生命之源——水4.2水组成》51
校级公然课水的构成-----§4.2章节：第四章第二节第一版社：科学第一版社\广东教育第一版社讲课班级：初三（5）班【教材剖析】教材由形象的图片和简洁的文字理解了水的物理性质，平常易懂，知识要求不高。
由水的化学式从宏观角度理解到水是由氢、氧两种元素形成，而后经过对电解水及产物的剖析讨论水的构成，再从微观角度议论水分子是由几个氢原子和氧原子构成的。
这样从宏观到微观的设计，切合人们的理解规律；联合水分子分解表示图推行剖析，浸透分子、原子的有关知识。
有助于加强学生对物质微观世界的理解，并能辅助学生形成知识系统。
【三维目标】一、知识与技术：1．认识水的物理性质；经过电解水的实验推测水的元素构成。
稳固“在化学反响里，分子可以分红原子，而原子却不可以再分”的理解。
二、过程与方法：经过察看实验，联合分子、原子的知识从微观的角度剖析水分子的微观构成，得出水的化学式，加强宏观和微观相联合的剖析研究水平。
充足利用议论，培育学生察看、剖析、概括实验现象的水平易习惯。
三、感情态度与价值观：经过电解水的实验，提高察看研究的水平，培育脚踏实地的科学态度和科学研究的精神。
【教课要点】电解水的实验及依据实验现象剖析确立水分子的构成。
水的微观构成。
【教课难点】用分子、原子的知识解说水电解水的过程，得出水的化学式、即从宏观理解转向微观剖析的推理过程。
【教课准备】霍夫曼电解水装置、酒精灯、木条、烧杯、玻璃棒、水、氢氧化钠溶液其余：教课PPT、视频、教课方案、导教案【教课过程】【导入新课】一上课，就喝水，发问水除了可以用来解渴，还有哪些用途？【学生回答】农业上可以浇灌，可以灭火，可以洗衣服，可以做饭等等【过渡】因此，生命的孕育需要水，人类的平时生活、工业生产、农业生产也离不开水。
那么今日我们要来学习这类重要的物质---水。
第一，我们一同来看看水的故事。
【播放视频：水的故事】【发问】从这个视频中间，你可以获得哪些信息？（旨于培育学生经过多媒体获守信息的水平）【回答】水有三态的变化，并且和温度有关。
科粤新课标九年级上册初中化学《第四章生命之源——水4.2水组成》17
课题1水的构成教课目的：1．知识与技术⑴理解水的构成。
⑵认识单质、化合物的差别。
⑶认识人类理解物质世界的过程和方法。
⑴联合资料，从人类理解水的构成的过程领会科学研究和思想的方法，理解实验研究和创新思想的重要性。
⑵学习对实验现象的察看、剖析、概括和总结。
3．感情态度与价值观⑴经过电解水的实验对学生推行物质无穷可分性教育，培育他们脚踏实地的态度；⑵在教课中浸透科学思想方法的教育。
进而启迪学生的思想；⑶保持对生活中化学现象的好奇心和研究欲，发展学习化学的兴趣。
教课重点：1．水的构成2．单质、化合物的差别。
教课难点：1．水的构成2．单质、化合物的差别研究过程：导入叙述：前面我们学习了一种重要的自然资源---空气,自然界中还有什么物质与人类活动、生产亲密有关呢？对，是水。
从太空上察看。
地球是一个尉蓝色的星球，这类尉蓝色物质是什么呢？对，是水。
水在地球上散布很广，江、河、湖、海约占地球表面积的约3/4，因此有人戏称地球为“水球”。
水与生物关系特别亲密，各样生物体内也都含有水。
水是生命的孕育和维系必要物质；人类的平时生活和工、农业生产离不开水；水力发电利用的是水，水还可以为人类供给水运的航道和宜人的环境。
那么,你对水的构成、水的净化、水资源等知识的认识又有多少呢？本单元将引领我们走进水的世界，第一，我们就一同来研究水的构成板书课题：第三单元自然界的水课题1水的构成一、水的构成1、电解水实验学生实验：研究水的构成（实验3-1）经过实验，学生获得以下结论给水通电一段时间后，正负极产生气体体积大概为1∶2。
学生如若测得数字偏差较大，应要求他们重做，以培育谨慎的科学态度。
学生实验：（实验3-2）考证正负极气体的属性，判断是何种气体。
2、水的构成重点：正极气体拥有助燃性，是氧气，负极气体能焚烧，是氢气电解水是在直流电的作用下，发生了化学反响。
生成了氧气和氢气：通电水（H2O）氢气（H2）+氧气（O2）【发问】经过电解水产生氢气和氧气的实验事实，对于水的构成，我们可以得出什么结论？氢气是由氢元素构成的，氧气是由氧元素构成的，我们已知道化学反响前后元素种类是不变的，可知水中含有氢（H）、氧（O）两种元素，即水是由氢元素和氧元素构成的。
科粤新课标九年级上册初中化学《第四章生命之源——水4.2水组成》33
第二节水的构成（1课时）.知识教课点水的物理性质。
水是由氢元素和氧元素构成的，水的化学式是H2O。
.重、难、疑点及解决方法要点：确立水的元素构成，引出氢气。
难点：水的化学式确实定。
疑点：水的化学式为何是H2O。
4. 解决方法：由产生的氢气的体积与氧气的体积比，氢气与氧气的密度计算出两种元素的质量比，再由两种元素的相对原子质量计算出水中氢、氧两种元素的原子个数比。
三.教课步骤(一)明确目标：认识水的物理性质。
2.认识水是由氢元索和氧元素构成的，水的化学式是H2O。
(二)整体感知本节内容为培育学生的察看水平的教材。
经过电解水实验的事实，得出水是由氢元素和氧元素构成的。
而且经过实验和推导要给学生一个启迪，物质的化学式是实验事实再经过严格的计算得出的，不是凭空假造的，进而深刻理解课文含义，使学生的各样水平获得发展。
本节的另一个主要任务是引出氢气，为下一节内容打基础。
因此本节的要点是做好实验，必定要保证明验成功，不然一定重做。
以使学生对实验事实有正确的表象。
使他们可以推行正确的剖析，获得正确结论。
解说本节内容时应充足调换学生的踊跃性和主观能动性，使学生充足发挥主体作用。
(三)教课过程[复习引入]：前面我们学习了水在自然界的散布，它与人类的亲密关系，水污染的形成，危害以及防治方法。
知道了水是人类可贵的自然资源，我们要保护水、珍爱水，节俭用水。
那么，同学们想想，水是纯净物仍是混淆物？水的物理性质是什么？它是由哪些元素构成的？这节课我们就一同来解决这几个问题。
[重申]：水是一种纯净物，而江水、河水以及我们平时所用的自来水都或多或少带有杂质，是混淆物。
往常我们化学中所说的水或蒸馏水都是指纯净的水。
在前面我们学化学式时，我们就已经知道水的化学式是H2O。
水是我们每日接触到的东西，但它终究是如何的一种物质呢？下边我们就一同来学习。
第一我们来学习水的物理性质。
[板书]：一.水的物理性质[教师活动]：展现一瓶蒸馏水。
[学生活动]：察看后描绘一下水的颜色、状态，利用所学过的知识归纳一下水的物理性质。
水
目录第一章摘要 (2)第二章水和水分子结构的特异性 (2)2.1水分子的结构 (2)2.2水的特异性 (3)2.3水的同位素组成 (4)第三章水分活度 (4)3.1水分活度定义 (4)3.2 吸湿等温线 (5)3.3 吸湿等温线的分区 (5)3.4 水分活度在生物学中的地位 (6)第四章神奇的水实验 (7)5070729003 徐妍F0707201第一章摘要本文首先结合图片叙述了水和水分子的结构特性以及同位素组成。
然后阐述了水分活度这一性质，着重讲了水的活度的主要表征曲线——吸湿等温线以及水的活度这一性质在生物学方面的运用。
最后引入了一个有趣的关于水的实验的结果。
水充满了神秘，是一个一辈子也探究不尽的课题。
第二章水和水分子结构的特异性2.1 水分子的结构水是地球上最常见的物质，也是维持人类生命所必需的物质。
一个水分子含有两种不同的化学元素：氢和氧。
一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成。
每个水分子的直径是4×10-10m 。
它的质量是2.99×10^-29kg。
它的体积是π/6(4×10-10)m3=3 ×10^-29m3。
水是具有V型结构的极性分子，水分子的结构式是H2O，氧原子受到四个电子对包围，其中包括两个与氢原子共享所形成的两个共价键的成键电子对以及由氧原子提供的两个孤对电子对。
根据Poewll提出的价层电子对互斥理论，孤对电子对之间的斥力>孤对电子对与成键电子对的斥力>成键电子对之间的斥力。
因此由于电子对之间的斥力不同，造成了水分子的V型结构。
这种V型结构使水分子正负电荷向两端集中，一端为两个H离子带正电荷，一端为O带负电荷，所以水是极性分子。
正是这种极性使水分子之间存在氢键，并有多个水分子缔合nH2O=(H2O)n。
我们常称之为“水分子团”。
同时也是这种氢键的存在使水分子与同族分子相比具有特异性。
水分子缔合的定义：由于水分子的极性及两种组成原子的电负性差别，导致水分子之间可以通过形成氢键而呈现缔合状态。
科粤新课标九年级上册初中化学《第四章生命之源——水4.2水组成》38
课题1 水的构成一、教材剖析初中化学第三章“水氢”的内容可区分为两部分。
第一部分为水和氢气，第二部分为原子构造知识的扩展。
关于第一部分来说，教材第一节以水是人类可贵的自然资源为题，议论了水与工农业生产等的密切关系，在学生认识了水污染产生的严重结果和防备水源污染的重要意义以后，就应当对水作进一步理解，但教材只讲了水的物理性质和水的构成，把水的化学性质分别到此后的其余章节中去，而把本节要点放在剖析水的构成。
教材的编排还着重了新旧知识的内在联系，本节是在学习了原子、分子、元素、单质、化合物等观点基础上编排的，因此，经过本节的学习，稳固和加深了这些知识。
经过实验现象引出的氢气，又为学习氢气的性质作出铺垫。
二、教课目的①知识目标：a、使学生认识水的物理性质；b、经过电解水的实验，使学生理解水是由氢、氧两种元素构成，认识水的化学式；c、经过本节学习，使学生进一步理解分子、原子等观点及互相关系，并可进一步理解化学变化的实质。
②水平目标：a、培育学生的察看研究水平；b、培育学生宏观和微观相联合的剖析研究水平。
③德育目标：a、经过电解水的实验对学生推行物质无穷可分性教育 ,培育脚踏实地的态度；b、经过观看有关水资源和水的污染的录像,加强环保意识。
三、教课要点、难点①教课要点：电解水的实验和依据实验现象剖析确立构成水的成分元素。
②教课难点：用分子、原子的知识解说电解水，即从宏观现象转向微观剖析。
四、说教法和学法本节课坚持“教与学、知识与水平的辨证一致”和“使每个学生都获得充足发展”的原则，博采演示教课法、课件展现教课法、研究教课法等诸方法之长，努力做到教法、学法的最优组织，并表现以下特色：⒈培育学生察看、剖析和解决问题的研究水平：要点改良了演示实验，利用实物投影将实验投在屏幕上，将实验加以放大，实验过程中的每一个环节包含实验装置、步骤、现象都表此刻每一个学生眼前，使实验成效更清楚、更直观，让每个学生经过实验研究得出水是由氢、氧两种元素构成，突出了要点。
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若δ(‰)>0表示样品比标准富含重同位素
δ(‰)<0 表示样品比标准富含轻同位素
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0-6 δ 18O=0‰ D/H=(157.6±0.3)×10-6 δ D=0‰
34S/32S=0.0450045
S
美国亚理利桑娜州卡杨迪亚布峡谷陨硫 铁 美国南卡罗娜州白垩系皮狄组的美洲似 箭石
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δ
34S=0‰
C
PBD
13C/13C=1123.72×10-5
δ
13C=0‰
2、同位素组成表示方法
（1）同位素丰度 指在自然界或物质中某一元素的各种同位素在该元 素中的所占的百分比。如氢在自然界的平均丰度：
1 2 1H=99.9844%， 1H=0.0156%。
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4.1同位素基础知识
二、同位素组成及其表示方法和标准 2、同位素组成表示方法
Radioactive Isotopes
Subject to radioactive decay (amount decreases with time) Examples: 3H, 14C
Used as Tracers (Fingerprints)
Used as Timers (e.g. Dating of Groundwater)
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4.1同位素基础知识
四、主要的同位素分馏作用 2．动力同位素分馏
（4）动力系统可分为开放系统和封闭系统两种方式： 在封闭系统中，动力分馏与反应物的消耗程度有关，当 反应物消耗越少时分馏就越明显。 3、物理过程引起的同位素分馏
如蒸发和凝结，结晶和溶解，吸附和解吸等，是与 同位素分子的密度、蒸气压、热学性质、电磁学性质等 物理化学性质上的差异有关的同位素效应。它既可以发 生在平衡系统中，也可以发生在非平衡系统中。 （4）生物化学同位素效应
指有生物参与的各种同位素效应。多数生物化学同 位素效应属于动力学同位素效应。
0
0
8 protons
+
8 neutrons
16O
8 protons
+
10 neutrons
18O
18O 16O 1 = 500
Stable Isotopes
Do not decay spontaneously (stable over time) Examples: 18O, 2H, 13C
（2）同位素比值 指物质中某一元素的两种同位素含量之比 R=CA/CB 式中， C表示同位素含量 A—重同位素 B—轻同位素 例如RD =D/H R18O =18O/16O R34S =34S/32S 等
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4.1同位素基础知识
二、同位素组成及其表示方法和标准 2、同位素组成表示方法
一、同位素及分类
1、概念 周期表中占有同一位置，其原子核中质子数相同而 中子数不同的某一种元素的原子，如：11H、21H、31H，即 具有相的质子数，但具有不同的质量数的原子。 2、分类 (1)按同位素产生的条件 天然同位素, 如：3H，14C，18O等 人工同位素, 如：人工3H，60Co，82Br
δ（‰）=（αA-B-1）×1000 δ（‰）=(1.0407-1) ×1000=40.7
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4.1同位素基础知识
三、同位素分馏与同位素效应 3、同位素的效应
由于某种元素的一种同位素被另一同位素所替换， 从而引起物质在在物理、化学性质上出现差异的现象， 称之为同位素效应。 同位素效应是造成同位素分馏的根本原因。
4.1同位素基础知识
三、同位素分馏与同位素效应 1、同位素分馏
某元素的同位素，由于质量的差异，使其在物理-化学 过程中，以不同的比例分配于不同的物质或不同相之间 的现象，称之为同位素分馏。原因：质量差引起物理性 质和化学反应速度的差异 例如： H2 O
蒸发相中富含16O H2 O 蒸发 18 go
A journey with stable and radio-isotopes
50
Very unstable nuclides (T½ < 1 day) Z=N
40
Unstable nuclides (T½ > 1 day) Stable nuclides
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4.1同位素基础知识
四、主要的同位素分馏作用 1、同位素交换反应（同位素热力学分馏）
(2) 影响因素 C、交换溶液的性质：由于有些同位素交换反应是经 过溶解→再沉淀的机理来实现的，因此交换反应受到盐 效应的影响。 纯水 进行氯同位素交换反应， 例如：钠长石 KCl 溶液
NaCl溶液
4.1同位素基础知识
四、主要的同位素分馏作用 2．动力同位素分馏
由动力同位素效应 ( 反应速度差异效应 ) 引起的同位 素分馏，称之为动力同位素分馏。一般规律是轻的同位 素比重同位素反应速度快，优先富集产物之中。 （1）光合作用：生物优先吸收12C、11O、1H
（2）脱硫酸作用:SO42- 脱硫酸作用产生 H232S 1 1 16 18 16 （3）分子的扩散作用：VC O2= Vc o o= 46 44 Vc16o2／Vc16o18o==1.022 即： C16O2 比 C16O18O 分子的平均速度大 22 ‰ ，当气体 分子扩散时，就会引起同位素分馏。 动力学效应一般比热力学效应大得多
Processes causing natural variations of environmental isotopes
18O/16O, 2H/1H
Condensation
18O/16O, 2H/1H
Evaporation
13C/12C, 15N/14N
Biolog./Geochem. Processes
18O/16O, 2H/1H 3H, 14C, 13C/12C
Radioactive decay
4.1同位素基础知识
二、同位素组成及其表示方法和标准 1、同位素组成
物质中，某元素的各种同位素的相对含量，即为该 物质中该元素的同位素组成，如：水分子中，氢元素有 二种稳定同位素: 11H、21H ，这二种同位素在水中的相对 含量，即为水的同位素组成。
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4.1同位素基础知识
四、主要的同位素分馏作用 １、同位素交换反应（同位素热力学分馏）
(1) 定义
不同的化合物之间，不同相之间或不同的分子之间， 只发生同位素的再分配，而不发生化学变化的反应，称 为同位素交换反应：C16O2+H218O C18O2+H216O (2) 影响因素 A、温度：lnα ＝A/T2+B/T+C(反比关系) B 、化学成分：重同位素先富集在化学键最强的分 子中， 18Ｏ↓ 石 英→斜长石→辉石→橄榄石 Ｓi –O Al-O Mg-O 键强↓
16
H2 O
18
0/
16
18 16 O O / O 汽 液
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4.1同位素基础知识
三、同位素分馏与同位素效应 2．同位素分馏系数
两种物质（或两种不同相）之间，同位素分馏程度 用两种物质中同位素比值之商表示：
A B
RA RB
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4.1同位素基础知识
二、同位素组成及其表示方法和标准 3、国际标准
表4-1 O、H、S、C国际标准
元素 标准 代 号 同位素的组成
18O/16O=(1993.4±2.5)×1
O
标准平均海水
SMO W SMO W
CDT
H
标准平均海水
（2）按结构稳定性 稳定同位素, 如：D , 13C, 12C 放射性同位素, 如：3H, 14C, 238U
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4.1同位素基础知识
一、同位素及分类 2、分类 （3）按进入环境的方式：
人工施放同位素，专指在研究过程中通过有目的人 为投放而进入环境的部分人工同位素。如测定地下水流 速流向的131I。 环境同位素，包括自然环境中原本存在的天然同位 素和在各种人工核反应过程中，自然进入天然环境的人 工同位素，如：核反应堆。
Isotopic Ratio R
R = 2H/ 1H, 18O/ 16O, ...
-values
R sample - R Standard R Standard R sample R Standard
-1
4.1同位素基础知识
二、同位素组成及其表示方法和标准 3、国际标准
为了准确的比较不同样品间同位素比值的变化，国 际上用统一的标准。 例如：某水样测得 1 8 O/16O=1973.4×10-6 ，则某 δ18O=10‰，说明该样品比标准富16O 10‰
Atomic Number (Z) m
30
20
Isotopes
10
Isobars Isotones
0 0 10 20 30 40 50
Isotopes are atoms of an element with same atomic number but with different atomic mass.
A B —A，B 物质或相中的同位素分馏系数， 式中：
R A , RB —A，B 物质或相中的同位素比值
例如： CO2—H20系统中氧同位素分馏系数 C16O2+H218O C18O2+H216O